【SystemVerilog】结构体真是太好用了~

news2025/1/13 3:15:29

前言

Verilog最大的缺陷之一是没有数据结构。在SystemVerilog中可以使用struct创建结构，struct只是把数据组织到一起，是数据的集合，所以是可综合的。

结构体是可以通过模块接口进行传递的，这就是本文想描述的内容。

一、结构体的创建

1.1使用typedef创建新的类型

typedef语句用来创建新的类型。在verilog中，可以使用宏进行定，但是宏只是在做文本替换：

//老的verilog风格

`define OPSIZE 8

`define OPREG reg[`OPSIZE-1 :0]

1OPREG op_a op_b;

而在SV中，可以使用typedef，一般约定，所有用户自定义类型都带后缀“_t”。

//新的SystemVerilog风格

parameter OPSIZE =8;

typedef reg [OPSIZE-1 :0] opreg_t；

opreg_t op_a，op_b；

1.2使用struct创建结构体

通过struct把若干变量组合到一个结构体中

创建一个pixel类型

struct (bit[7:0]r,g,b)pixel;

上面的声明只是创建了一个pixel变量，要想在端口和程序中共享它，则必须创建一个新的类型：

typedef struct {bit[7:0]r,g,b;}pixel_s;
pixel_s my_pixel;

1.3合并结构体

合并结构允许对数据在存储器中的排布方式有更多的控制。
合并结构以连续比特集的方式存放，中间没有闲置的空间。
当希望减少存储器使用或存储器的部分位代表了数值时，可以使用合并结构。

二、结构体的使用

这里我们举例说明，假设需要传输一组info信息，在verilog中我们通常使用不同的bit表示不同的信息：

reg  [INFO_WIDTH-1  : 0] xx_info；

assign xx_info_1 = xx_info[9:0]；

assign xx_info_2 = xx_info[12:10]；

assign xx_info_3 = xx_info[17:13]；

assign xx_info_4 = xx_info[31:18]；

这样做，一是不够清晰直白，二是在修改的时候就比较麻烦，还需要维护一份资料，详细记录。曾接手一个项目，一些信号就这样存过来，存过去，bug一堆基本都是信号没对齐，没取到正确的数据导致的。

换SV来做的话，就可以使用结构体：

typedef struct packed{

logic   [9:0]   xx_info_1 ；

logic   [2:0]   xx_info_2 ；

logic   [4:0]   xx_info_3 ；

logic   [13:0]  xx_info_4 ；

}xx_info_t;

结构体直接在接口传输：

input  xx_info_t   xx_info；

assign xx_info_1 = xx_info_t.xx_info_1；

assign xx_info_2 = xx_info_t.xx_info_2；

assign xx_info_3 = xx_info_t.xx_info_3；

assign xx_info_4 = xx_info_t.xx_info_4；

如果是嵌套：

xx_info_4 = xx_info_t.xx_info_4_t.xx_info4;

除了引用方便之外，结构体在仿真看波形的时候也特别好用，假设使用第一种Verilog的表示方法，我们只能截取特定bit位进行查看，而结构体则可以以一个集合的形式展现，双击直接就可以展开查看结构体内部各变量元素，同时可以通过参数定义，英文字母显示，debug时候比一堆数字好辨认的多~

另外在使用的时候，建议单独建立一个结构体文件xx_struct.sv ,然后在需要使用结构体的模块将这个文件包含进去就好。